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专利号: 2022106786968
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于特征级图描述符和图卷积网络的CAD模型分类方法,其特征在于,该方法具体如下:

步骤1、获取面向特征的模型文件作为基础数据集;

步骤2、将数据集中的CAD模型的.sldprt文件转换为TU格式的特征级图描述符,具体操作如下:

步骤2‑1:读取.sldprt模型文件中CAD模型的特征树,提取规定特征接口的特征,其中特征接口包括ExtrudeFeatureData、LoftFeatureData、SweepFeatureData、RevolveFeatureData、LinearPatternFeatureData、CircularPatternFeatureData、IMirrorPatternFeatureData、ISimpleFilletFeatureData、IVariableFilletFeatureData、IChamferFeatureData、WizardHoleFeatureData、SimpleHoleFeatureData、ShellFeatureData、ThreadFeatureData,再提取特征属性中的父子依赖关系,对提取的特征,构建一个以特征为节点、以特征的父子依赖关系为边的特征依赖图Gfea,作为特征级图描述符的基础;

步骤2‑2:设计特征级图描述符节点的属性向量,并读取特征的依赖关系和接口参数,以此定义描述符节点具有哪些属性;

读取特征依赖图Gfea中的特征所具有的子依赖关系,顺位读取首个草图作为生成该特征的草图,若子依赖关系中无草图,则设定对应特征草图为无,根据预定义的属性提取草图线段所具有的各项参数,并分析线段的特征得到草图线段的属性向量,以此组合草图的属性向量,若无草图则对应维度设置为E;

预处理模型数据集,根据步骤2‑1捕获特征的方法获取所有特征,读取特征对应特征接口的所有参数,并转换为可量化的数值,面向数据集提取所有参数的数值,对相同参数构建数值分布,若同一参数相同数值的分布高于整体的90%,则判定该参数不具备几何表现力,对其进行筛除,同时对同一类的的参数进行加权组合,xd=w1x1+w2x2+…+wnxn,其中xn表示第n个参数,wn表示第n个参数的加权系数;以压缩参数的维度,最终按照特征接口划分的特征类型,为每个特征设计属性向量,维度不统一的属性向量,对未定义的维度赋值为E;

步骤2‑3:对特征依赖图Gfea中的阵列特征进行“阵列关系化”的转换,将阵列特征扩展为其阵列复制的多个源特征,并依照源特征的依赖关系,连接在Gfea上,形成特征级图描述符Gfea‑level;

步骤3、结合跳跃连接网络和基于边收缩的层次化池化机制,构建CAD模型的图卷积分类网络,实现对CAD模型的分类,具体操作如下:CAD模型分类网络使用GraphSAGE图卷积网络作为骨干网络,并融合了跳跃连接网络和基于边收缩池化机制,面向构造几何的CAD模型,将该网络记为CSG‑GraphNet;CSG‑GraphNet共包含5个卷积部分conv1~conv5,在其conv2和conv4卷积部分后添加层次化池化部分pool1和pool2;添加跳跃连接网络的残差单元JK‑Net,聚合conv1~conv5和pool~pool2的网络层输出;

GraphSAGE图卷积网络基于空域实现节点消息传递,提出了一种邻居采样的机制使图卷积网络能够适应不同大小的图,在进行卷积时,对邻居节点进行采样,通过设置采样倍率Si来控制采样的节点数;

步骤3‑1:在分类模型中加入了基于边收缩的层次化池化模块,边收缩池化遵循节点之间的边关系实现池化;

步骤3‑2:在分类模型中加入跳跃连接网络模块,聚合不同层次的中间图表示;

跳跃连接网络模块操作如下:首先,以每一个网络层输出的中间图表示为输入,分别通过一个全局平均读出层,将图结构读出为一个规范的特征矩阵;接着,将所有读出层输出的特征矩阵拼接合并为一个多层次特征矩阵,以更好表现图的层次变化。

2.根据权利要求1所述的基于特征级图描述符和图卷积网络的CAD模型分类方法,其特征在于:所述的获取面向特征的模型文件作为基础数据集,具体操作如下:从公开模型网站与机械制作企业的部分模型库中获取模型文件,若以上模型中已经包含CAD模型.sldprt文件,即可作为预备使用;对预备使用的模型进行筛选,利用SOLIDWORKS API设计脚本,筛去不具备合理特征树的模型,之后再进一步手动筛选剩余模型;同时,利用SOLIDWORKS的Toolbox工具,随机生成类别范围内的模型,对现有模型类别进行补足;最终获得具有特征结构的.sldprt模型文件数据集。

3.根据权利要求1所述的基于特征级图描述符和图卷积网络的CAD模型分类方法,其特征在于:所述的在分类模型中加入了基于边收缩的层次化池化模块,边收缩池化遵循节点之间的边关系实现池化,具体为:根据图中边两端的节点,为边计算分数,依据分数降序收缩图中的边,聚合图中边两端的节点,同时保留两端节点原本的边关系,收缩过程中控制池化节点比率在0.5,最后输出经过池化的图。